【物理】2020届二轮复习专题10静电场专题练（信阳高中） 15页

专题10静电场专题练 ‎1．空间有一沿x轴分布的电场，其场强E随x变化的图像如图所示，设场强沿x轴方向时为正。x1和x2为x轴上的两点。一正电荷从x1运动到x2，则该电荷的电势能 A．先减小后增大 B．先增大后减小 C．逐渐增大 D．逐渐减小 ‎2．用国际单位制的基本单位表示静电力常量k的单位，符合要求的是（　　）‎ A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎3．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，则（　 　）‎ A．M点的电场强度大于N点的电场强度 B．M点的电势高于N点的电势 C．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能 D．粒子从M点到N点做减速运动 ‎4．如图所示,在两个等量异号的点电荷连线的中垂线上有与连线中点O等距离的两点a、b,在连线上有距中点O等距离的两点,c、d,则下列场强大小关系式正确的是 A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎5．下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A．天然放射现象 B．光电效应现象 C．α粒子散射现象 D．感应起电现象 ‎6．如图所示，两块平行金属板MN间的距离为d，两板间电压u随时间t变化的规律如图所示电压的绝对值为，时刻M板的电势比N板低。在时刻有一个电子从M板处无初速释放，并在时刻恰好到达N板。电子的电荷量为e，下列说法正确的是 A．时刻释放电子，电子将一直向N板运动，最终到达N板 B．时刻释放电子，电子先向N板运动，后反向运动，最终到达M板 C．时刻释放电子，电子时而向N板运动，时而向M板运动，最终到达N板 D．在 时刻释放电子，时刻到达N板 ‎7．下列物理量及对应的国际单位制符号，正确的是（　　）‎ A．功率，J B．功，W C．电压，V D．库仑力，kg ‎8．在静电场中，下列有关电场与电势的说法正确的是（ ）‎ A．电场线越密的地方，电场强度越强，电势也越高 B．电场线越密的地方，电场强度越弱，电势也越低 C．沿着电场线的方向，电势越低 D．沿着电场线的方向，电场强度越弱 ‎9．真空中，在x轴上x=0和x=8处分别固定两个电性相同的点电荷Ql和Q2。电荷间连线上的电场强度E随x变化的图象如图所示（+x方向为场强正方向），其中x=6处E=0。将一个正试探电荷在x=2处由静止释放（重力不计，取无穷远处电势为零）。则 A．Q1、Q2均为正电荷 B．Q1、Q2带电荷量之比为9：1‎ C．在x=6处电势为0‎ D．该试探电荷向x轴正方向运动时，电势能一直减小 ‎10．电荷量不等的两点电荷固定在x轴上坐标为－3L和3L的两点处，其中坐标为－3L处的点电荷带电量的绝对值为Q，两点电荷连线上各点的电势随x变化的关系图象如图所示，其中x=L处的电势最低，x轴上M、N两点的坐标分别为－2L和2L，已知静电力常量为k，则下列说法正确的是 A．两点电荷一定均为正电荷 B．原点O处的场强大小为 C．正检验电荷在原点O处受到向左的电场力 D．负检验电荷由M点运动到N点的过程中，电势能先减小后增大 ‎11．如图所示，竖直面内的光滑绝缘半圆轨道，直径MN水平，将一带正电的小球从M点静止释放，经时间t到达最低点，速率为v，对轨道的压力为；若在轨道圆心处固定一正电荷，重新将该小球从M点静止释放，经时间t′到达最低点，速率为v′，对轨道的压力为。下列说法正确的是 A．t′< t B．t′= t C．v′= v D．‎ ‎12．如图所示,倾角为的光滑斜面下端固定一绝缘轻弹簧,M点固定一个质量为、带电荷量为-q的小球Q,整个装置处于场强大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中.现把一个带电荷量为+q的小球P从N点由静止释放,释放后P沿着斜面向下运动.N点与弹簧的上端和M的距离均,PQ以及弹簧的轴线与斜面平行.两小球均可视为质点和点电荷,弹簧的劲度系数为,静电力常量为k,则（ ）‎ A．小球P返回时,不可能撞到小球Q B．当弹簧的压缩量为时,小球P的速度最大 C．小球P沿着斜面向下运动过程中,其电势能一定减少 D．小球P在N点的加速度大小为 ‎13．在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中，某同学猜测电容可能与极板间的距离d、极板的正对面积S及插入极板间的介质有关．他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接如图所示．实验时保持电容器极板所带的电量不变，且电容器B板位置不动．‎ ‎（1）实验中静电计用来测量_______________．‎ ‎（2）将A板向右平移，静电计指针张角_______；将A 板竖直向下平移，则静电计指针张角______；在A、B板间插入电介质，则静电计指针张角_______．（填“变大”、“变小”或“不变”）‎ ‎（3）若将电容器水平放置，如图所示，有一带点液滴静止在电容器内部，现将电容器A板向下平移一小段距离，则液滴____________（填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”）‎ ‎14．在“用 DIS 描绘电场的等势线”的实验中，将导电纸、复写纸和白纸在平整的木板上依次铺放好，其中铺在最上面的是_____，本实验中使用的传感器是_________。‎ ‎15．将带电荷量为1×10─8C的正电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功1×10─6J，（以无限远处电势为零）求： ‎ ‎（1）电荷的电势能是增加还是减少？求出电荷在A点的电势能？‎ ‎（2）A点的电势是多少？‎ ‎（3）在A点放上一个带电荷量为 2×10─8C的负电荷，该电荷具有的电势能是多少？‎ ‎16．如图所示，A、B为真空中相距为d 的一对平行金属板，两板间的电压为U，一电子以v0的速度从A板小孔与板面垂直地射入电场中。已知电子的质量为m，电子的电荷量为e。求 ‎(1)电子从B板小孔射出时的速度大小；‎ ‎(2)要使进入电子减速至处速度为零，A、B两板哪个金属板电势高，电压多大？‎ ‎17．竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示．请问：小球带电荷量是多少？‎ ‎18．如图所示，在竖直平面内有方向水平向右的匀强电场，有一根长L=2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量m=0.32kg，电量q=+8.0×10-5C的小球，小球静止时轻绳与竖直方向成37°角。现使小球获得某一初动能，恰好能让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动。取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，g取10m/s2‎ ‎。求：‎ ‎（1）匀强电场的场强E；‎ ‎（2）小球的初动能Ek0；‎ ‎（3）求小球在圆周运动过程中电势能与重力势能之和的最大值？‎ 参考答案 ‎1．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由图可知，正电荷从运动到的过程中运动的方向先与电场的方向相反后与电场的方向相同，所以电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，故选项B正确，A、C、D错误。‎ ‎2．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据库仑定律，得：k=，国际单位制中力F、距离r、电荷（Q、q）的单位分别是：N、m、C，其中N=kg•m/s2，C=A•s；所以k的单位为kg•m3•A-2•s-4.‎ A.与结果不相符；故A错误.‎ B.结果相符；故B正确.‎ C.与结果不相符；故C错误.‎ D.与结果不相符；故D错误.‎ ‎3．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.根据电场线的疏密反映电场的强弱可知， M点的场强小于N点的场强，故A错误；‎ B.根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势高于N点的电势，故B正确；‎ CD.由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，在M点的动能小于在N点的动能，即粒子从M点到N点做加速运动，故CD错误。‎ ‎4．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据电场线越密场强越大，则由两个等量异号的点电荷电场线的分布情况可知，中垂线上中点O的场强最大，而且根据对称性可知，a、b两处电场线疏密相同，场强大小相等，Ea=Eb＜EO，在两个电荷连线上，O点电场线最疏，场强最小，而且根据对称性可知，c、d两处的电场线疏密相同，故有Ec=Ed＞Eo．所以有Ea=Eb＜Ec，Ea＜Ed A．与分析不符，故A错误；‎ B．与分析不符，故B错误；‎ C．与分析不符，故C错误；‎ D．与分析相符，故D正确。‎ ‎5．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，A正确；‎ B、光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，B错误；‎ C、α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，C错误；‎ D、静电感应讫点现象是电荷的重新分布，从而带点，与原子核内部变化无关，D错误。‎ ‎6．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 时刻释放电子，在~电子向N板加速，在~向N板减速；~T向M板加速；T~‎ 向M板减速，以后重复上述运动，因向N板运动的位移等于向M板运动的位移，则电子最终不能到达N板，选项A错误。时刻释放电子，在~电子向N板加速，在~向N板减速；~T向M板加速；T~向M板减速，因向M板的总位移大于向N板的总位移，则电子最终到达M板，选项B正确；同理时刻释放电子，电子时而向N板运动，时而向M板运动，但是由于每个周期内向N板运动的位移小于向M板运动的位置，则最终到达M板，选项C错误；在时刻有一个电子从M板处无初速释放，并在时刻恰好到达N板，则两板间距；在 时刻释放电子，在~电子向N板加速的距离：；由对称运动可知，在~电子向N板减速的距离：；在~T电子向M板加速的距离：；在T~电子向M板减速的距离：；则一个周期内电子向N板运动的距离为，则电子运动5个周期向N板运动的距离为 ，此时距离N板的距离，由 可得，则到达N板对应的时刻为时刻，故选项D错误；‎ ‎7．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.功率的单位是瓦特，符号W，A错误 B.功的单位是焦耳，符号J，B错误 C.电压的单位是福特，符号为V，C正确 D.库仑力是力，力的国际单位是牛顿，符号N，D错误 ‎8．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB、电场线越密的地方，电场强度越强，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，故A、B错误；‎ C、沿着电场线的方向，电势降低，电势越来越小，故C正确；‎ D、电场线疏密表示电场强度的相对大小，沿电场线方向场强不一定减小，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎9．AB ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由图可知，若两个电荷是负电荷则x=2处场强方向为负方向，故两个电荷同为正电荷，A正确；因在x=6处场强为0，则，解得：，B正确；根据同种正电荷连线的中垂线电势分布特点，可知从x=6向无穷远运动时电势在降低，则x=6处电势大于0，C错误；由图可知，0-6之间电场为正，沿x轴的正方向，所以从0到6之间电势逐渐降低；而6-8之间的电场为负，沿x轴的负方向，所以从6到8之间电势升高，因此将一个正点电荷沿x轴运动时，该电荷的电势能先减小后增大，D错误。‎ ‎10．AB ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、由φ-x图象特点可知L处合场强为零，且电势均为正，则两点电荷均为正电荷，故A正确；‎ B、C、x=L处电势最低，此处图线的斜率为0，即该点的合场强为0，,得，故原点O处的场强大小为,方向向右,则正检验电荷在原点O处受到的电场力向右；故B正确，C错误；‎ D、由M点到N点电势先减小后增大，所以负检验电荷由M点运动到N点的过程，电势能先增大后减小；故D错误.‎ 故选AB.‎ ‎11．BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB．小球下滑过程中速度始终沿切线方向，由重力的分力提供加速度，与是否受库仑力无关，故小球到达最低点过程中时间相同，故A错误，B正确.‎ C．如果圆心处有正电荷，但因为小球从M点静止释放，到达最低点的过程中，库仑力也不做功，故根据动能定理可知：‎ 小球到达最低点的速度大小是一样的，方向都水平向右.故C正确.‎ D．小球到达最低点，合力提供向心力，当没有库仑力时：‎ 当有库仑力时：‎ 再根据牛顿第三定律可知小球对轨道的压力，故D 正确.‎ ‎12．AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.由题意知，小球P向下运动的过程中电场力qE及重力做正功，库仑引力做负功，向上运动的过程中电场力qE与重力均做负功，库仑引力做正功，根据能量守恒，小球返回时不可能撞到小球Q，故A正确；‎ B.当合外力为零时，速度最大，即弹力，则，故B错误；‎ C.小球P沿着斜面向下运动过程中qE做正功，库仑力做负功，，不能确定是否为正，故电势能的变化不确定，故C错误；‎ D.在N点，根据牛顿第二定律可得,所以，故D正确。‎ 故选：AD ‎13．电势差 变小 变大 变小 静止不动 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)[1] 实验中静电计用来测量两极板间的电势差。‎ ‎(2)[2] 将A板向右平移，板间距d减小，，电容变大，‎ 可知，电势差变小，静电计指针张角变小。‎ ‎[3] 将A板竖直向下平移，正对面积S减小，，电容减小，‎ 可知，电势差变大，静电计指针张角变大。‎ ‎[4] 在A、B板间插入电介质，，电容变大，‎ 可知，电势差变小，静电计指针张角变小。‎ ‎(3)[5]带电量不变，改变板间距，根据 ‎，‎ 可知，场强不变，则电场力不变，仍然静止不动。‎ ‎14．导电纸 电压传感器 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 本实验的整个操作在导电纸上进行的，必须在导电纸上找到等势点，所以在木板上依次铺放导电纸、复写纸和白纸，导电纸铺在最上面。‎ 本实验的目的是描绘电场等势线，根据两点电势相等时，它们间的电势差即电压为零，来寻找等势点，故使用的传感器是电压传感器。‎ ‎15．(1) 增加；1×10-6J (2)(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1) 电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功1×10-6J，电荷的电势能增加；无限远处电势能为零，则电荷在A点具有1×10-6J的电势能。‎ ‎(2) A点的电势为 ‎(3) 在A点放上一个带电荷量为 2×10─8C的负电荷，该电荷具有的电势能 答：(1) 增加；1×10-6J (2)(3)‎ ‎16．(1)；(2) 板；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)设带电粒子从板射出时的速度为，根据动能定理则有：‎ 解得：‎ ‎(2)在、板间做减速运动，所以电场力向左，则电场线向右，板的电势更高，根据动能定理有：‎ 所以、两板间电压为：‎ ‎17．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 解：由于小球处于平衡状态知小球带正电，对小球受力分析如图所示 联立可得小球带电荷量：‎ ‎18．(1)3.0×104N/C(2)20J(3)16J ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)对小球进行受力分析如图所示：‎ 静止时由平衡关系有：‎ ‎，‎ 场强:‎ E==3.0×104N/C；‎ ‎(2)小球恰好完成圆周运动，在等效最高点N，小球受到重力和电场力，其合力作为小球做圆周运动的向心力，而绳的拉力恰为零，‎ 由向心力公式：‎ F合=，‎ 得：‎ vN=5m/s，‎ 从M到N列动能定理：‎ ‎-F合·2L=‎ 代入数据，解之得：‎ Ek0=20J；‎ ‎(3)小球只有电场力和重力做功，其机械能加电势能守恒，在M点，电势能为零，重力势能为零，‎ 则 E机+Ep电=20J，‎ 最小速度处在N点，‎ EkN=4J 故在N点：‎ Ep重+Ep电=20J-4J=16J